การสกัดสารด้วยตัวทำละลาย ควร เลือก ใช้ตัวทำละลายที่มี ลักษณะ อย่างไร

เมื่อ :

วันอาทิตย์, 28 พฤษภาคม 2560

การละลายของสารในตัวทำละลาย

สารชนิดเดียวกันละลายในตัวทำละลายต่างชนิดได้แตกต่างกัน  คือ

1)  สารบางชนิดอาจไม่ละลายน้ำ แต่ละลายในตัวทำละลายชนิดอื่น  เช่น  ลูกเหม็น  เชลแล็ก ไม่ละลายน้ำ  แต่ละลายในแอลกอฮอล์

2)  สารบางชนิดอาจละลายได้ในตัวทำละลายหลายชนิด  เช่น  สีผสมอาหารละลายในน้ำ และละลายในแอลกอฮอล์

เมื่อใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย  สามารถแบ่งสารออกเป็น  2  ประเภท  คือ  สารที่ละลายน้ำ  และสารที่ไม่ละลายน้ำ  จะเห็นว่าสารต่างชนิดกันละลายน้ำได้ต่างกัน

ถ้าตัวละลายเป็นของแข็งละลายในตัวทำละลายที่เป็นของเหลว  ตัวละลายจะแพร่ในตัวทำละลาย  เมื่อตัวละลายละลายหมด จะมองเห็นสารละลายเป็นเนื้อเดียวกัน ไม่มีตะกอน เนื่องจากตัวละลายที่เป็นของแข็งแทรกอยู่ในตัวทำละลาย  เช่น  การละลายของน้ำตาลในน้ำ  การละลายของเกลือในน้ำ  เป็นต้น  ในกรณีที่ตัวละลายไม่ละลายในตัวทำละลาย  แสดงว่าตัวละลายไม่สามารถแทรกตัวในตัวทำละลายชนิดนั้นได้  จึงมองเห็นไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

ภาพจำลองแสดงการละลายของเกลือ

ที่มา : Garrison (2007)

ความรู้เกี่ยวกับการละลายของสารในตัวทำละลายต่าง ๆ นำไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันได้หลายประการ เช่น สามารถใช้ตัวทำละลายสลายคราบต่าง ๆ ที่ติดอยู่บนเสื้อผ้าได้ เช่น ใช้แอลกอฮอล์ (เอทานอล) ลบรอยหญ้าหรือรอยหมึกจาง ๆ , น้ำเกลือลบรอยเลือด , น้ำนมลบรอยหมึก หรือ การนำเชลแล็กไปละลายในแอลกอฮอล์ก่อนแล้วจึงนำสารละลายเชลแล็กไปทาไม้หรือเฟอร์นิเจอร์ เพื่อให้เกิดความสวยงามและรักษาเนื้อไม้  เป็นต้น

ประเภทของสารละลาย

สารละลายมีหลายประเภท หากใช้เกณฑ์ในการจำแนก จะแบ่งสารละลายออกเป็น 3  กลุ่ม ดังนี้

1. จำแนกตามสถานะของสารละลาย แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ

1.1   ของแข็ง เช่น เหรียญบาท ทองเหลือง นาก

1.2   ของเหลว เช่น สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต น้ำเชื่อม น้ำเกลือ

1.3   แก๊ส เช่น แก๊สหุงต้ม อากาศ

2. จำแนกตามปริมาณของตัวละลาย แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

2.1   สารละลายอิ่มตัว (Saturated  solution)  คือ สารละลายที่ตัวละลายไม่สามารถละลายในตัวทำละลายได้เพิ่มขึ้นอีกเมื่อตัวทำละลายและอุณหภูมิคงที่  ซึ่งอาจเป็นสารละลายอิ่มตัวพอดี  หรือสารละลายอิ่มตัวเหลือเฟือ  ถ้าเพิ่มความร้อนให้สารละลายอิ่มตัวเหลือเฟือละลายได้อีก  จะได้สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด

2.2   สารละลายไม่อิ่มตัว  (Unsaturated  solution)  คือ  สารละลายที่ตัวละลายยังสามารถละลายในตัวทำละลายได้อีก

3.   จำแนกตามความเข้มข้น   แบ่งเป็น  2  ประเภท   คือ

3.1   สารละลายเข้มข้น  คือ  สารละลายที่ประกอบด้วยตัวละลายปริมาณมาก  มีตัวทำละลายปริมาณน้อย

3.2   สารละลายเจือจาง  คือ  สารละลายที่ประกอบด้วยตัวละลายปริมาณน้อย  มีตัวทำละลายปริมาณมาก

ความเข้มข้นของสารละลาย เป็นค่าที่แสดงให้ทราบถึงปริมาณของตัวละลายที่มีอยู่ในปริมาณของสารละลาย  การบอกความเข้มข้นของสารละลายในหน่วยร้อยละ หรือเปอร์เซ็นต์ มี  3  หน่วย  คือ

1.  ร้อยละโดยมวลต่อมวล หรือร้อยละโดยมวล หรือเปอร์เซ็นต์โดยมวล (มวลต่อมวล) เป็นการบอกมวลของตัวละลายในสารละลาย  100  กรัม  เช่น  สารละลายเกลือแกงเข้มข้นร้อยละ 10 โดยมวล หมายความว่า  มีเกลือแกงละลายอยู่  10  กรัม  ในสารละลาย  100  กรัม  แสดงว่ามีน้ำเป็นตัวทำละลายเท่ากับ  90  กรัม  เป็นต้น  นิยมใช้กับสารละลายที่ทั้งตัวละลายและตัวทำละลายเป็นของแข็ง

การหาความเข้มข้นเป็นร้อยละโดยมวล  หาได้จากสูตร

ร้อยละโดยมวล       =     มวลของตัวละลาย X  100

มวลของสารละลาย

2.  ร้อยละโดยปริมาตรต่อปริมาตร หรือร้อยละโดยปริมาตร หรือเปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร (ปริมาตรต่อปริมาตร)  เป็นการบอกปริมาตรของตัวละลายที่ละลายในสารละลาย  100   หน่วยปริมาตร  เช่น  สารละลายแอลกอฮอล์เข้มข้นร้อยละ  25  โดยปริมาตร  หมายความว่า  มีแอลกอฮอล์  25  ลูกบาศก์เซนติเมตร  ละลายอยู่ในสารละลาย  100  ลูกบาศก์เซนติเมตร  กรัม  แสดงว่ามีน้ำเป็นตัวทำละลายเท่ากับ  75  ลูกบาศก์เซนติเมตร  เป็นต้น  นิยมใช้กับสารละลายที่ทั้งตัวละลายและตัวทำละลายเป็นของเหลว

กระบวนการเกิดสารละลาย เกิดจากสารชนิดหนึ่ง กระจายอยู่ในสาร อีกชนิดหนึ่ง  ถ้ากระจายอย่างสม่ำเสมอ และมองเห็นเหมือนกันทุกส่วน มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน เรียกสารผสมนี้ว่า สารละลาย แต่ถ้ากระจายอยู่อย่างไม่สม่ำเสมอ โดยยังมองเห็นเป็นสารเดิมอยู่ เรียกสารผสมนี้ว่า สารเนื้อผสม สารเนื้อผสมที่มีอนุภาคเล็ก ๆ ของของแข็งกระจายอยู่ในของเหลว หรือแก๊ส เรียกว่า สารแขวนลอย

ในกระบวนการละลาย จะมีสารตัวหนึ่งเป็น ตัวทำละลาย และสารอีกตัวหนึ่งเป็น ตัวละลาย สารใดเป็นตัวทำละลาย หรือเป็นตัวละลาย พิจารณาได้ง่าย ๆ ดังนี้
1. ถ้าตัวละลาย และตัวทำละลายมีสถานนะต่างกัน สารที่มีสถานะเดียวกันกับสารละลาย จัดเป็นตัวทำละลาย สารที่มีสถานะต่างไปจากสารละลาย เป็นตัวละลาย
2. ถ้าตัวละลาย และตัวทำละลายมีสถานะเดียวกัน สารที่มีปริมาณน้อยกว่าจัดเป็นตัวละลาย  สารที่มีปริมาณมากกว่า จัดเป็นตัวทำละลาย

ร้อยละโดยปริมาตร      =    ปริมาตรของตัวละลาย X 100

ปริมาตรของสารละลาย

3. ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร หรือเปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร (มวลต่อปริมาตร)  เป็นการบอกมวลของตัวละลายในสารละลาย  100  หน่วยปริมาตร  ซึ่งโดยทั่วไปมวลตัวละลายมีหน่วยเป็นกรัม  และปริมาตรของสารละลายมีหน่วยเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร  เช่น  น้ำเชื่อมเข้มข้นร้อยละ  15  โดยมวลต่อปริมาตร  หมายความว่า  มีน้ำตาลทราย   15  กรัม  ละลายในสารละลายปริมาตร  100  ลูกบาศก์เซนติเมตร  เป็นต้น  นิยมใช้กับสารละลายที่เป็นของเหลวโดยมีของแข็งเป็นตัวละลาย

การหาความเข้มข้นเป็นร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร  หาได้จากสูตร

ร้อยละโดยมวลต่อปริมาตร      =   มวลของตัวละลาย X 100 

การละลายได้ (Solubility)

ความสามารถในการละลายของสารชนิดหนึ่งในสารอีกชนิดหนึ่งนั้นสามารถหาได้จาก อัตราส่วนระหว่างตัวถูกละลาย กับตัวทำละลาย หรือ อัตราส่วนระหว่างตัวถูกละลาย กับสารละลาย ในสภาวะที่สารละลายนั้นเป็นสารละลายอิ่มตัว ซึ่งสามาถรบอกเป็นความหนาแน่นสูงสุดของสารละลายนั้นได้อีกด้วยซึ่งขึ้นอยู่ กับปัจจัยหลายประการ เช่น แรงระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายกับตัวถูกละลาย อุณหภูมิ ความดัน และปัจจัยอื่นๆ 

สมบัติบางประการของสารละลาย

ตัวทำละลายที่เป็นสารบริสุทธิ์เมื่อเติม  ตัวถูกละลายลงไปกลายเป็นสารละลายจะทำให้สมบัติของตัวทำละลายเปลี่ยนไป  เช่น  ความดันไอ  จุดเดือด  จุดหลอมเหลว  สมบัติดังกล่าวของสารละลาย  เรียกว่า  สมบัติคอลลิเกทีฟ (colligative  properties)  ซึ่งได้แก่

1. การเพิ่มขึ้นของจุดเดือด (boiling  point  elevation)

2. การลดลงของจุดเยือกแข็ง (freezing  point  depression)

3. การลดลงของความดันไอ (vapor  pressure  lowering)

4. การเกิดแรงดันออสโมซิส (osmosis  pressure)

หัวเรื่อง และคำสำคัญ

ความรู้เกี่ยวกับการละลาย,ตัวทำละลาย,ประโยชน์ของสารเคมี,ตัวทำละลายสลายคราบ

รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท.

สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล

ลิขสิทธิ์

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

วันที่เสร็จ

วันอาทิตย์, 28 พฤษภาคม 2560

สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา

เคมี

ช่วงชั้น

มัธยมศึกษาตอนปลาย

ดูเพิ่มเติม